Esterilizador UVC para emergência COVID-19: 3 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Como fazer uma caixa de esterilizador UVC. Primeiras coisas primeiro. A eletricidade é perigosa! Se você não estiver confiante e competente, não tente nada mencionado abaixo. A luz UVC (253,7 nm) é poderosa, ela pode cegar você e possivelmente causar câncer de pele se exposta aos seus olhos ou pele desprotegida. Use uma máscara de soldagem e equipamento de proteção se quiser verificar a função da lâmpada fora da caixa (fortemente não recomendado). Se estiver construindo uma dessas unidades, verifique com seu hospital ou unidade de saúde local antes de apresentar uma delas.

Os hospitais aqui e em todo o país estão ficando sem suprimentos. Nossos funcionários do hospital local precisam reutilizar suas máscaras, sem nenhuma maneira de desinfetá-las de forma eficaz. À medida que a doença COVID-19 se espalha, precisamos começar a trabalhar em equipe para controlá-la.

Nas últimas semanas, desenvolvi uma máquina que pode ajudar nosso sistema de saúde a lidar com isso. Eu projetei um sistema UVC que é capaz de desinfetar equipamentos hospitalares reutilizáveis em minutos (n95's, máscaras cirúrgicas, óculos, estetoscópios, etc.). Este equipamento é muito barato e fácil de construir. Atualmente, nosso pronto-socorro local está usando meus sistemas para desinfetar o EPI. Esses sistemas podem eliminar com eficácia a falta de máscaras n95. Qualquer engenheiro, criador, estudante STEM e faz-tudo capaz pode criá-los. Isso ajudará a aliviar o estresse dos funcionários do hospital, já que seus equipamentos descartáveis agora podem ser reutilizados com segurança.

Como fazer isso:

Suprimentos

Aqui está o que eu usei para fazer essas unidades:

Lâmpada UVC (germicida) 2G11 (1)

2g11 base (1)

Porta-lâmpada 2g11 (1)

lastro (1)

opções de reator … consulte o final do artigo para atualizações sobre reatores e vida útil da lâmpada.

interruptor de limite (ac / dc) (3)

Fio de bitola 12-18 ~ 5 pés disponível no depósito doméstico ou use o fio extra do lastro

folha de alumínio que comprei no depósito de sucata de 3/32 polegadas ou use fita de alumínio para refletir a luz

fita de alumínio (alternativa à folha de alumínio)

caixa de plástico (1)

temporizador mecânico (1)

soquete de alimentação ou prensa-cabo

www.amazon.com/dp/B07RHJM435/ref=cm_sw_em_…

disjuntor 2A (backup de segurança redundante … se você estiver usando o soquete de alimentação acima, ele tem um fusível 5A)

www.automationdirect.com/adc/search/search…

Etapa 1: Esterilizador UVC

Encontre uma maneira de colocar sua alimentação CA na caixa. Use um prensa-cabo ou uma tomada.

Etapa 2: Reúna seus componentes

Para isso, você precisará do seu disjuntor, temporizador mecânico, interruptores de limite, reator, soquete 2g11 e lâmpada germicida UVC 2g11.

(Veja as fotos para ver o layout real e o esquema elétrico)

Assim que a energia cruzar a caixa, conecte o fio quente ao disjuntor 2A.

Conecte o fio neutro ao neutro no reator e conecte o aterramento à caixa de metal do reator.

Conecte a saída do disjuntor à entrada do interruptor mecânico do temporizador.

Conecte a saída do interruptor do temporizador mecânico ao terminal aberto normal (N. O.) do primeiro interruptor de limite.

Conecte um fio do outro lado da chave limitadora e conecte-o ao terminal normalmente aberto (N. O.) da segunda chave limitadora.

Pegue a saída do segundo interruptor de limite e conecte-o à carga (fio preto) no reator.

Do reator, conecte o fio azul a um lado da base 2G11. Se houver 2 fios azuis, cubra um deles com uma porca de fio. Corte o fio vermelho da saída do lastro pela metade.

Conecte uma extremidade do fio vermelho ao terminal normalmente aberto (N. O.) da terceira chave limitadora, conecte a outra extremidade à saída dessa chave. Conecte a outra extremidade vermelha à base 2G11 em frente ao fio Azul.

Tampe todos os outros fios que saem do reator.

Agora começa a diversão.

Etapa 3: organize a caixa e adicione alumínio reflexivo

Agora encontre uma forma de montar tudo isso dentro da caixa!

Monte a lâmpada na parte superior da caixa (veja a foto).

Observe que as fotos são de uma caixa controlada por computador mais complexa com componentes extras (fonte de alimentação CC, terminais din e um relé de estado sólido), mas essa é a idéia.

Por favor, veja os comentários de jfox240 abaixo para fotos adicionais!

Agrupe todos os componentes elétricos em um lado da caixa para permitir a área máxima de esterilização. Sugiro usar acrílico para isolar os componentes elétricos do usuário.

Monte os interruptores de limite de forma que só fechem quando a tampa da caixa estiver bem fechada. Usei um multímetro com o alarme de condutividade "tom". Prenda o seu medidor aos interruptores e posicione os interruptores no interior da caixa de modo que tenha que ser completamente fechado para engatar o interruptor. Monte os interruptores firmemente com parafusos para que não se movam durante o uso pesado.

Agora cubra o interior com alumínio reflexivo. Usei folha 3/32 e aparafusei no interior do plástico. apenas certifique-se de que sua parte elétrica esteja completamente isolada, pois o alumínio conduz eletricidade. Uma alternativa barata é revestir o interior da caixa com fita de alumínio. Também removi a válvula de alívio de pressão e enchi o orifício com cola quente para permitir ao usuário ver se a lâmpada estava acendendo.

Agora faça alguns suportes para máscaras, óculos, estetoscópios etc. Usei acrílico transparente e linha de pesca de 50 lb para criar uma grade 1 acima do piso da caixa. Isso permite que os itens não toquem no fundo, permitindo assim que a luz ultravioleta refletida esterilize Também revesti o acrílico com fita de alumínio para aumentar a reflexão de UVC.

Verifique se a saída de UVC das lâmpadas UVC real irá variar. Obrigado ao Dr. Bohl por esta informação. Parece que a saída de UVC é cerca de 1/3 da potência nominal da maioria das lâmpadas.

Portanto, para uma lâmpada de 36 W, teríamos ~ 12 W UVC (12.000.000 μW) em uma área de ~ 1440 cm2 resulta em 8.300 μW / cm2. Ao longo de 1 minuto, isso dosa os itens com ~ 500.000μW / cm2 ou 0,5J / cm2. Esses valores também diminuem exponencialmente com a distância. Estes são apenas cálculos e sua intensidade irá variar com base na temperatura, ciclos de lâmpada e refletividade do UVC, entre outras coisas. Idealmente, eles podem ser medidos com um medidor de UVC, se disponível.

APENAS PARA FORA !!!! Eles fizeram uma versão do tamanho de um quarto !!

www.nebraskamed.com/sites/default/files/do…

Notas sobre variações:

Eu usei reatores de partida instantânea neste método porque sua tensão de ataque é alta o suficiente para que eu nunca tenha tido problemas para ligar a lâmpada UVC. Esses reatores causam falha prematura das lâmpadas devido à pulverização do material do filamento durante o início de alta frequência. Escolhi intencionalmente esse tipo de lastro, pois funcionou com todas as lâmpadas que pude encontrar. Tive problemas com vários reatores de partida programável e de partida rápida, pois eles tinham voltagem insuficiente para ligar as lâmpadas. Inicialmente, achei que essa troca de confiabilidade compensava a redução na vida útil das lâmpadas, já que as lâmpadas eram baratas e prontamente substituíveis. Tivemos nossa primeira falha de lâmpada ontem (lâmpada sem marca da amazônia), durou ~ 1500 ciclos e teve descoloração significativa perto dos filamentos devido à pulverização catódica do eletrodo. 1500 ciclos está bem, mas acho que podemos melhorar a vida útil usando reatores UVC dedicados de reatores de início rápido. Eu fiz este modelo de início rápido funcionar usando duas lâmpadas em vez de uma:

Este tipo de lastro seria uma melhoria para a partida instantânea, pois ele pré-aquece os filamentos antes da partida. Teoricamente, deveríamos ter uma vida útil aumentada da lâmpada; Vamos descobrir em breve. Vou adicionar um novo diagrama deste projeto de 2 lâmpadas amanhã. Adicionar uma lâmpada na parte inferior desta unidade aumentará drasticamente a saída de UVC e permitirá uma melhor cobertura da parte inferior dos itens sem depender do reflexo de UVC. Se houver algum especialista em lastro por aí, envie uma mensagem para que eu possa melhorar este design. Gostaria de obter o máximo de vida possível com essas lâmpadas, pois elas estão se tornando mais difíceis de obter e consideravelmente mais caras.

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Se você quiser fazer uma versão microcontrolada, simplesmente conecte os 2 primeiros interruptores de limite como entradas para o controlador. envie 1 sinal alto e 1 baixo e verifique as chaves na lógica. Em seguida, use a saída para conduzir um SSR para controlar o lastro. Eu uso um MOSFET de nível lógico para acionar o SSR com 12V, pois é menos propenso a ter problemas com EMI gerado pelo sistema. Além disso, use apenas fio blindado para interruptores lógicos, pois o EMI provavelmente fornecerá sinais lógicos com falha ao controlador quando este sistema estiver funcionando. Sempre use uma chave de limite de backup que controla diretamente o AC para a luz se estiver usando um sistema de microcontrolador, pois você precisa de proteção se a placa apresentar mau funcionamento.

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Ótimos artigos sobre este método:

www.ara.com/sites/default/files/MitigateSh…

Cheiro associado após a limpeza com UVC (cheira a cabelo queimado):

www.ara.com/sites/default/files/Amplement1…

Por favor, veja os comentários abaixo para dezenas de artigos de periódicos aplicáveis no n95.

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-Brian Crabtree

MS, BS Bio-Engineering da University of Idaho

Para entrar em contato comigo, consulte meu site. Por favor, seja paciente, pois estou sobrecarregado com perguntas no momento. Você sempre pode entrar em contato com o departamento de engenharia e microbiologia da universidade local se tiver dúvidas sobre esta tecnologia. Eu não inventei essa tecnologia, apenas projetei uma versão barata, acessível e fácil de fazer.

www.crabsci.com

ou

www.dripcoffeebrewing.com

Spokane WA

Divirta-se fazendo isso!